氧化石墨烯改性陶瓷膜及含油废水中乳化油分离性能研究.pdfVIP

摘要

摘要

在污水处理中，含油废水的处理一直是一大难题。在众多的含油废水处理方法中，

膜分离技术操作简单、无相变、耗能低，被认为是含油废水最有前途的方法之一。膜

污染是分离过程中不可避免的现象，大的油滴可能聚集在膜表面、小油滴会导致内部

堵塞，这两种情况都会影响膜的性能。通过在膜表面沉积涂层，改变膜表面的亲水性、

粗糙度和带电性，赋予膜优异的特性已经引起了广泛的关注。

本论文主要研究了氧化石墨烯改性陶瓷膜在处理含油废水方面的应用。我们提出

以氧化铝陶瓷膜作为改性基底，用氧化程度高的氧化石墨烯对其进行改性，制备出既

有陶瓷膜热稳定性高、化学稳定性好、机械强度高的优点，又具有氧化石墨烯良好的

亲水性和疏油性的氧化石墨烯改性陶瓷膜；同时研究了改性膜对于油水分离的分离机

理和性能。研究结果表明：

1CMC+

（）选用氧化铝、造孔剂（羧甲基纤维素）、烧结助剂（二氧化钛氧化铜）

以及粘结剂（丙三醇）制备水通量大、抗折强度高、孔径合适的氧化铝陶瓷膜。通过

单因素实验分别探究造孔剂、烧结助剂和粘结剂各自对氧化铝陶瓷膜性能的影响。研

CMC4%CuOTiO1.5%3%3%

究发现，当加入量，和2加入量、，丙三醇加入量时

2

得到性能最佳的AlO陶瓷膜。该膜纯水通量为5126.6L/(m·h)，孔隙率为32.2%，抗

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折强度为104.4MPa，孔径为0.8μm，酸碱损失率分别为0.02%及0.08%，且陶瓷膜

的微观形貌表现良好。

（2）以石墨粉为原料制备含氧官能团多、氧化程度高的氧化石墨烯。系统的研究

了反应时间、反应温度、氧化剂量对氧化石墨氧化程度的影响。当把氧化反应时间控

制在24h，反应温度在80℃，高锰酸钾和石墨的用量比为6:1时，制得的氧化石墨烯

中官能团最多，氧化程度最高。

3

（）采用真空抽滤法制备亲水性好和油滴截留率高的氧化石墨烯改性陶瓷膜。系

统研究了热处理温度和改性次数对改性膜性能的影响。当热处理温度为300℃，改性

次数为二次时得到得陶瓷膜性能优异，水渗透通量提高了33.23%，接触角为22.9°，

油滴截留率为99.25%。

（4）用原膜和改性膜处理实验室制得的三种不同油类的含油废水和实际的含油

废水。结果发现，对于实验室制得的三种不同乳化液，改性膜的分离效率都大于94%，

且渗透通量较大；而对改性膜分离实际含油废水也进行了测试，结果表明，改性膜对

2

高浓度的油水乳化液分离效率高达95.28%，渗透通量可以稳定在6880L/(m·h)，通量

恢复比和通量下降比达到93.8%和77.6%。

关键词：陶瓷膜；氧化石墨烯；含油废水

I

西安工程大学硕士学位论文

论文类型：应用基础

II

ABSTRACT

ABSTRACT

Sewagetreatmentisusuallychallengedbythetreatmentofoilywastewater.Duetoits

straightforwardoperation,practicalefficiency,lackofphaseshift,andlowener